JPH0654689B2 - 高温蓄電池 - Google Patents
高温蓄電池Info
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- JPH0654689B2 JPH0654689B2 JP24363883A JP24363883A JPH0654689B2 JP H0654689 B2 JPH0654689 B2 JP H0654689B2 JP 24363883 A JP24363883 A JP 24363883A JP 24363883 A JP24363883 A JP 24363883A JP H0654689 B2 JPH0654689 B2 JP H0654689B2
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- cooling medium
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は蓄電池すなわち高温蓄電池に関する。
アルカリ金属の酸素族元素とに基づく電気化学的な蓄電
セルを有する上記のような高温蓄電池は自動車の電気的
駆動のために益々多く用いられるようになつている。
セルを有する上記のような高温蓄電池は自動車の電気的
駆動のために益々多く用いられるようになつている。
現在まで知られている構造の電気化学的蓄電セルを用い
る高温蓄電池は350℃の温度において作動できるもの
である。中でもこの高温蓄電池の休止時における熱損失
を避けるために、このものは熱絶縁材によつて取囲まれ
ている。蓄電セルの運転の間にこのセル内で進行する化
学的諸反応に際して、上述の350℃という温度を常に
維持することができ且つこれを超えることがないように
その蓄電セルの冷却を必要とするような熱を発生する。
もしこの高温蓄電池の内部の温度上昇が上記蓄電セルの
運転温度を本質的に超えるような値に達した場合にはこ
のものゝ障害、中でも固体電解質の故障を除くことがで
きない。英国特許第1386525号公報から冷却を用
いる高温蓄電池が公知である。この高温蓄電池は多数の
蓄電セルから構成されており、これらはアルミニウム容
器中に入れられている。この容器は2重壁として構成さ
れている。この容器の内壁と外壁との間に断熱材が設け
られている。更にこの容器は冷却媒体用の流入流出導管
を備えている。この冷却媒体は容器の内部に導かれ、そ
して蓄電セルを取巻いて案内され、その際これは蓄電セ
ルから放出された熱を受取る。次にこの冷却媒体は流出
導管を経て外部へ送り出される。
る高温蓄電池は350℃の温度において作動できるもの
である。中でもこの高温蓄電池の休止時における熱損失
を避けるために、このものは熱絶縁材によつて取囲まれ
ている。蓄電セルの運転の間にこのセル内で進行する化
学的諸反応に際して、上述の350℃という温度を常に
維持することができ且つこれを超えることがないように
その蓄電セルの冷却を必要とするような熱を発生する。
もしこの高温蓄電池の内部の温度上昇が上記蓄電セルの
運転温度を本質的に超えるような値に達した場合にはこ
のものゝ障害、中でも固体電解質の故障を除くことがで
きない。英国特許第1386525号公報から冷却を用
いる高温蓄電池が公知である。この高温蓄電池は多数の
蓄電セルから構成されており、これらはアルミニウム容
器中に入れられている。この容器は2重壁として構成さ
れている。この容器の内壁と外壁との間に断熱材が設け
られている。更にこの容器は冷却媒体用の流入流出導管
を備えている。この冷却媒体は容器の内部に導かれ、そ
して蓄電セルを取巻いて案内され、その際これは蓄電セ
ルから放出された熱を受取る。次にこの冷却媒体は流出
導管を経て外部へ送り出される。
この装置の場合には、冷却媒体を蓄電セルの全体を巡つ
てしか導くことができないということが欠点である。こ
の装置の場合には個々の蓄電セルにそれぞれに必要な部
分量の冷却空気を供給することは不可能である。
てしか導くことができないということが欠点である。こ
の装置の場合には個々の蓄電セルにそれぞれに必要な部
分量の冷却空気を供給することは不可能である。
本発明の目的は、最も簡単な構造によつてすべての蓄電
セルの最適の冷却を保証し且つ最高の安全性をもたらす
高温蓄電池を提供することにある。この目的を達成する
ために本発明の高温蓄電池の全蓄電セルは幾つかの集合
体にまとめられている。これらの集合体はケーシングの
内部空間中に配置されている。各集合体は冷却用空気の
ための1個のデイストリビユータを備えている。これら
のデイストリビユータは通常板材で形成されている。上
記デイストリビユータは蓄電セルの上端の上方か又は蓄
電セルの下端の下方かのいずれかに設けられる。冷却媒
体の流入開口が内部空間の上方部分に設けられている場
合には、デイストリビユータは蓄電セルの上端部と上記
流入開口との間にこの端部から僅かの間隔をあけて配置
される。デイストリビユータが内部空間の下側部分に設
けられている時はこれを蓄電セルの下端と冷却媒体流出
開口との間に通常設けられる。各集合体中に配置された
それぞれの蓄電セルは一端側で支持され、各4個毎の隣
り合つた蓄電セルの間に少なくとも1つの自由空間が形
成され、この自由空間は蓄電セルの上端から下端まで通
じている。本発明の実施態様の1つにおいてはこのデイ
ストリビユータにいくつかの開口が設けられ、これらを
介して冷却媒体を各蓄電セルに供給される。デイストリ
ビユータのこれらの開口は各蓄電セルの間の自由空間の
上方に設けられ、それにより冷却媒体がそれらの穴を通
してこれらの自由空間中に導かれる。この場合各蓄電セ
ルとケーシング内壁との間にも、自由空間が設けられて
いるのがよい。これらの部分にも上記のそれぞれのデイ
ストリビユータが開口される。この開口を特別に構成し
たことによつて、上記自由空間をそれぞれの中に、冷却
空気の導入を達成することができる。中でも、それらの
開口がデイストリビユータの下側にフランジを設け、各
開口中に流入する全冷却媒体をそれら自由空間中に導
き、デイストリビユータの下側に沿つて流れるのを防止
することができる。又これらデイストリビユータの下側
にノズル状の構造を設け、該構造を利用してその冷却媒
体の流れ速度を増加することができる。各開口の直径は
デイストリビユータごとに同じにしてもよいし、又異つ
た寸法にしてもよい。これら開口の大きさはその自由空
間中に導かれる冷却媒体の量に左右され、通常は中央部
分の開口はより大きく形成されている。それは中央部分
に配置されている蓄電セルのまわりにより大きな熱の蓄
積が現われ、従つてこゝにより多量の冷却空気を必要と
するためである。これら開口の数及び直径はそれぞれの
高温蓄電池の製造に先だつて計算または実験的に求めら
れる。
セルの最適の冷却を保証し且つ最高の安全性をもたらす
高温蓄電池を提供することにある。この目的を達成する
ために本発明の高温蓄電池の全蓄電セルは幾つかの集合
体にまとめられている。これらの集合体はケーシングの
内部空間中に配置されている。各集合体は冷却用空気の
ための1個のデイストリビユータを備えている。これら
のデイストリビユータは通常板材で形成されている。上
記デイストリビユータは蓄電セルの上端の上方か又は蓄
電セルの下端の下方かのいずれかに設けられる。冷却媒
体の流入開口が内部空間の上方部分に設けられている場
合には、デイストリビユータは蓄電セルの上端部と上記
流入開口との間にこの端部から僅かの間隔をあけて配置
される。デイストリビユータが内部空間の下側部分に設
けられている時はこれを蓄電セルの下端と冷却媒体流出
開口との間に通常設けられる。各集合体中に配置された
それぞれの蓄電セルは一端側で支持され、各4個毎の隣
り合つた蓄電セルの間に少なくとも1つの自由空間が形
成され、この自由空間は蓄電セルの上端から下端まで通
じている。本発明の実施態様の1つにおいてはこのデイ
ストリビユータにいくつかの開口が設けられ、これらを
介して冷却媒体を各蓄電セルに供給される。デイストリ
ビユータのこれらの開口は各蓄電セルの間の自由空間の
上方に設けられ、それにより冷却媒体がそれらの穴を通
してこれらの自由空間中に導かれる。この場合各蓄電セ
ルとケーシング内壁との間にも、自由空間が設けられて
いるのがよい。これらの部分にも上記のそれぞれのデイ
ストリビユータが開口される。この開口を特別に構成し
たことによつて、上記自由空間をそれぞれの中に、冷却
空気の導入を達成することができる。中でも、それらの
開口がデイストリビユータの下側にフランジを設け、各
開口中に流入する全冷却媒体をそれら自由空間中に導
き、デイストリビユータの下側に沿つて流れるのを防止
することができる。又これらデイストリビユータの下側
にノズル状の構造を設け、該構造を利用してその冷却媒
体の流れ速度を増加することができる。各開口の直径は
デイストリビユータごとに同じにしてもよいし、又異つ
た寸法にしてもよい。これら開口の大きさはその自由空
間中に導かれる冷却媒体の量に左右され、通常は中央部
分の開口はより大きく形成されている。それは中央部分
に配置されている蓄電セルのまわりにより大きな熱の蓄
積が現われ、従つてこゝにより多量の冷却空気を必要と
するためである。これら開口の数及び直径はそれぞれの
高温蓄電池の製造に先だつて計算または実験的に求めら
れる。
又他の一実施例においては、デイストリビユータは二つ
の部分から構成されている。それら両部分はある大きな
自由空間によつて互いに分離されており、この自由空間
を介して特に多量の冷却媒体をその中央部に設けられた
蓄電セルに供給できるようになつている。更にもう1つ
の実施例ではデイストリビユータが楔状に形成されてお
り、楔の上面と下面との間には断熱材料が配置されてい
る。高温蓄電池が1個の集合体内に収容されている場合
にも、高温蓄電池が幾つかの集合体に分割されている場
合にも、集合体の全内部空間にわたつて延びるデイスト
リビユータを用いることによつてすべての蓄電セルに最
適の冷却を行なうことができるし、又すべての蓄電セル
が同じ温度水準になるように冷却することができる。す
なわち蓄電セル同志の間に熱の集中部が形成されること
はほぼ完全に防止される。この場合空気は上記冷却のた
めの媒体としてすぐれている。ポンプを用いて冷却用の
空気を高温蓄電池の中に送り又排出させることは容易で
あるからである。
の部分から構成されている。それら両部分はある大きな
自由空間によつて互いに分離されており、この自由空間
を介して特に多量の冷却媒体をその中央部に設けられた
蓄電セルに供給できるようになつている。更にもう1つ
の実施例ではデイストリビユータが楔状に形成されてお
り、楔の上面と下面との間には断熱材料が配置されてい
る。高温蓄電池が1個の集合体内に収容されている場合
にも、高温蓄電池が幾つかの集合体に分割されている場
合にも、集合体の全内部空間にわたつて延びるデイスト
リビユータを用いることによつてすべての蓄電セルに最
適の冷却を行なうことができるし、又すべての蓄電セル
が同じ温度水準になるように冷却することができる。す
なわち蓄電セル同志の間に熱の集中部が形成されること
はほぼ完全に防止される。この場合空気は上記冷却のた
めの媒体としてすぐれている。ポンプを用いて冷却用の
空気を高温蓄電池の中に送り又排出させることは容易で
あるからである。
以下に本発明の実施例を添付の図面によつて説明する。
第1図に示した高温蓄電池1は金属製の2重壁ケーシン
グ2を有する。このケーシング2は直方体をなし、鋼で
作られた外側及び内側の壁2A及び2Bは間隔を介して
配設され、その内部は断熱材3を挿入されかつ真空に減
圧されている。勿論上記空間は気密に形成されている。
上記断熱材としては通常酸化物セラミック材料粉末が用
いられる。ケーシング2内に形成された内部空間4の中
には、所定数の蓄電セル5が収容され、これ等の蓄電セ
ルは、2個1対ずつ複数対直線状に並べた2列配置をな
すように、上記内部空間4内に配置される。上記2列の
各1列に属する蓄電セルは、その上端部近くにホルダ6
が、又下端部近くにホルダ7が設けられており、これら
ホルダによつて内部空間4の両端部において片持ち支持
的に固定されている。各列のそれぞれの蓄電セル5は隣
り合つたそれぞれ二つの蓄電セルの間に蓄電セル5の上
端から下端まで延びる自由空間8が残存するように互い
に結合されている。内部空間4は、蓄電セルがホルダ6
および7によつて取付けられたとき、蓄電セルの上端及
び下端とケーシングの内壁2Bとの間にそれぞれ1つの
自由空間9,10が存在するのに十分な大きさに選ばれ
ている。自由空間9には冷却媒体用の供給導管11が開
口し、該導管11からの冷却媒体によつて各蓄電セル5
から発生した熱が除去される。こゝに示した実施例で
は、冷却媒体として空気が用いられる。供給導管11は
ケーシングの両壁2A及び2Bを通し、更にその間に存
在している断熱材3を貫通して導かれている。供給導管
11はこの高温蓄電池1の周囲の外気と連通している
が、必要に応じては別に設けた冷却空気供給手段(図示
せず)に接続することができる。蓄電セル5の上端と冷
却媒体供給導管11の流入開口との間に冷却空気用のデ
イストリビユータ20が設けられている。該デイストリ
ビユータ20は板状部材として構成されている。このも
のゝ寸法はそれら蓄電セルを完全にカバーし、そしてそ
の全側部端縁がケーシングの内壁2Bに当接している。
このデイストリビユータの支持は公知の方法により、各
蓄電セル5の上端に対して約数ミリメートル離れて、ほ
ぼ平行であるように配置され、複数個の円形の開口21
を備えている。上記開口21は隣接する蓄電セル5の間
に形成された前記自由空間8の上方に配置されている。
これら開口21は使用状況に応じて同一直径に形成され
ても、又適宜に異る直径に形成されてない。これら開口
21を自由空間8の上方に設けたことによつて供給導管
11から流入した冷却空気はデイストリビユータ20に
沿つて流れ、開口21を経て自由空間8の中に導かれ、
該開口21に対応する蓄電セル5に沿つて上端から下端
まで流れて、該蓄電セル5の冷却が行なわれる。第1図
の実施例では、デイストリビユータ20によつて、すべ
ての蓄電セル5はほぼ同温度となるように冷却される。
しかし、高温蓄電池1の上記空間4の中に多数の蓄電セ
ル5を配置すると、多くの蓄電セルについて、他の部分
の蓄電池セルの場合より、多くの熱の蓄積するのをまぬ
がれない。すなわち内側に配置されている蓄電セルほど
多くの熱の蓄積が生ずるものである。これに対して、ケ
ーシングの内壁2Bに近く配置されている蓄電セル5ほ
ど生ずる熱はより良好に除去される。このような熱除去
の不均一を平均化するために、異なつた直径を有する多
数の開口21を配置し、熱の除去が容易な蓄電セルの部
分に対して送られる冷却量よりも多量の冷却空気を熱の
蓄積の生じやすい蓄電セルの部分に供給する方式がとら
れる。これら開口21の大きさ及び開口大きさの大小に
よる該開口の配置は高温蓄電池1を製作するに先立つて
算出される。
第1図に示した高温蓄電池1は金属製の2重壁ケーシン
グ2を有する。このケーシング2は直方体をなし、鋼で
作られた外側及び内側の壁2A及び2Bは間隔を介して
配設され、その内部は断熱材3を挿入されかつ真空に減
圧されている。勿論上記空間は気密に形成されている。
上記断熱材としては通常酸化物セラミック材料粉末が用
いられる。ケーシング2内に形成された内部空間4の中
には、所定数の蓄電セル5が収容され、これ等の蓄電セ
ルは、2個1対ずつ複数対直線状に並べた2列配置をな
すように、上記内部空間4内に配置される。上記2列の
各1列に属する蓄電セルは、その上端部近くにホルダ6
が、又下端部近くにホルダ7が設けられており、これら
ホルダによつて内部空間4の両端部において片持ち支持
的に固定されている。各列のそれぞれの蓄電セル5は隣
り合つたそれぞれ二つの蓄電セルの間に蓄電セル5の上
端から下端まで延びる自由空間8が残存するように互い
に結合されている。内部空間4は、蓄電セルがホルダ6
および7によつて取付けられたとき、蓄電セルの上端及
び下端とケーシングの内壁2Bとの間にそれぞれ1つの
自由空間9,10が存在するのに十分な大きさに選ばれ
ている。自由空間9には冷却媒体用の供給導管11が開
口し、該導管11からの冷却媒体によつて各蓄電セル5
から発生した熱が除去される。こゝに示した実施例で
は、冷却媒体として空気が用いられる。供給導管11は
ケーシングの両壁2A及び2Bを通し、更にその間に存
在している断熱材3を貫通して導かれている。供給導管
11はこの高温蓄電池1の周囲の外気と連通している
が、必要に応じては別に設けた冷却空気供給手段(図示
せず)に接続することができる。蓄電セル5の上端と冷
却媒体供給導管11の流入開口との間に冷却空気用のデ
イストリビユータ20が設けられている。該デイストリ
ビユータ20は板状部材として構成されている。このも
のゝ寸法はそれら蓄電セルを完全にカバーし、そしてそ
の全側部端縁がケーシングの内壁2Bに当接している。
このデイストリビユータの支持は公知の方法により、各
蓄電セル5の上端に対して約数ミリメートル離れて、ほ
ぼ平行であるように配置され、複数個の円形の開口21
を備えている。上記開口21は隣接する蓄電セル5の間
に形成された前記自由空間8の上方に配置されている。
これら開口21は使用状況に応じて同一直径に形成され
ても、又適宜に異る直径に形成されてない。これら開口
21を自由空間8の上方に設けたことによつて供給導管
11から流入した冷却空気はデイストリビユータ20に
沿つて流れ、開口21を経て自由空間8の中に導かれ、
該開口21に対応する蓄電セル5に沿つて上端から下端
まで流れて、該蓄電セル5の冷却が行なわれる。第1図
の実施例では、デイストリビユータ20によつて、すべ
ての蓄電セル5はほぼ同温度となるように冷却される。
しかし、高温蓄電池1の上記空間4の中に多数の蓄電セ
ル5を配置すると、多くの蓄電セルについて、他の部分
の蓄電池セルの場合より、多くの熱の蓄積するのをまぬ
がれない。すなわち内側に配置されている蓄電セルほど
多くの熱の蓄積が生ずるものである。これに対して、ケ
ーシングの内壁2Bに近く配置されている蓄電セル5ほ
ど生ずる熱はより良好に除去される。このような熱除去
の不均一を平均化するために、異なつた直径を有する多
数の開口21を配置し、熱の除去が容易な蓄電セルの部
分に対して送られる冷却量よりも多量の冷却空気を熱の
蓄積の生じやすい蓄電セルの部分に供給する方式がとら
れる。これら開口21の大きさ及び開口大きさの大小に
よる該開口の配置は高温蓄電池1を製作するに先立つて
算出される。
蓄電セル5の上端から下向きに流れた冷却用空気は加熱
されつつ蓄電セル5の下端とケーシングの内壁2Bとの
間の自由空間10の中に達し、ここから排出路12を通
つて内部空間4から送り出される。排出路12は内部空
間4の、前記供給導管11を取付けた壁面と向い合つた
壁面の低位置に、ケーシングの両壁2A及び2B従つて
断熱材3を貫通し、高温蓄電池1の外部へ突出してい
る。
されつつ蓄電セル5の下端とケーシングの内壁2Bとの
間の自由空間10の中に達し、ここから排出路12を通
つて内部空間4から送り出される。排出路12は内部空
間4の、前記供給導管11を取付けた壁面と向い合つた
壁面の低位置に、ケーシングの両壁2A及び2B従つて
断熱材3を貫通し、高温蓄電池1の外部へ突出してい
る。
内部空間4が非常に大きくてこゝに非常に多数の列の蓄
電セル5が設けられている場合には、1個のデイストリ
ビユータ20代りに、多数のデイストリビユータが使用
される。これら多数のデイストリビユータは1個の大き
な平面状をなして、ケーシング2内に取付けられる。
電セル5が設けられている場合には、1個のデイストリ
ビユータ20代りに、多数のデイストリビユータが使用
される。これら多数のデイストリビユータは1個の大き
な平面状をなして、ケーシング2内に取付けられる。
本発明は、デイストリビユータ20を蓄電セル5の下端
と排出路12との間に設ける場合を含んでいる。このよ
うな実施例の場合には、デイストリビユータ20は蓄電
セル21に対応する多数の開口21を備え、これらの開
口21は、前述の実施例において説明したと同様に配置
される。
と排出路12との間に設ける場合を含んでいる。このよ
うな実施例の場合には、デイストリビユータ20は蓄電
セル21に対応する多数の開口21を備え、これらの開
口21は、前述の実施例において説明したと同様に配置
される。
第1図に示したデイストリビユータ20が蓄電セルの上
端と供給導管11との間でなくて、蓄電セル5の下端と
排出路12との間に配置されている場合にも、各蓄電セ
ル5への同様な冷却空気の配分が達成される。
端と供給導管11との間でなくて、蓄電セル5の下端と
排出路12との間に配置されている場合にも、各蓄電セ
ル5への同様な冷却空気の配分が達成される。
第2図に示した高温蓄電池は第1図に示した高温蓄電池
1とほぼ同様に形成されている。両実施例の間の唯一の
差異は、高温蓄電池1のケーシングの内部空間が、前後
中心軸の両側に2分され、分割された両内部空間にはそ
れぞれ、集合体13が収容されていることである。高温
蓄電池1の横方向に適宜の間隔をおいて設けられた壁面
の間の空間4A及び4Bは、内部に集合体13の出し入
れ可能に形成されている。第2図の実施例の場合、各中
空空間4A,4Bは9個の集合体13を収容することが
でき、それぞれの集合体13に対して冷却用空気の供給
又は排出のための1個の接続口(図示せず)が設けられ
ている。この実施例では、各集合体13は16個の蓄電
セル5を含むように形成されている。各集合体13は他
の各集合体13とは独立にその高温蓄電池1の中に取付
け又取外すことができる。第2図の高温蓄電池の場合に
は各集合体13は安全用ケース14によつて包まれてお
り、これによつて各集合体は隣接配置された集合体13
に対して完全に遮閉されている。高温蓄電池1のこのよ
うな実施例の一つにおいては第3図に示すように各集合
体13の中に冷却用空気のための1個のデイストリビユ
ータ20が設けられている。第3図は第2図に示した高
温蓄電池1の中に挿入できる集合体13の構造を示す。
この集合体13は立方体状をなし、その外周にはケース
14を有している。この集合体13では、内部に16個
の蓄電セル5が設けられ、上記16個の蓄電セル5は対
をなして隣接配置されたものを、更に8組隣接配置する
ことによつて得られた2列配置の形でケース14内に挿
入されている。蓄電セル5は集合体13の内部に片持ち
的に支持されている。このためにはホルダ6及び7が用
いられ、これらは蓄電セル5の上方部分及び下方部分を
それぞれ把持するように配置される。これらのホルダ
6,7は集合体13の両端部においてケース14と連結
される。ケース14の寸法は、該ケースと蓄電用セル5
の上端並びに下端との間にそれぞれ自由空間9および1
0が形成されるように定められている。それらの蓄電用
セル5を集合体13に嵌め込むことができるようにケー
ス14の一部は取除かれていてもよいし、又この集合体
13の狭い方の側壁面を取りはずし可能に構成し、ケー
ス14の側方から蓄電セル5を嵌め込んだり取り出した
りできるようにしてもよい。集合体13の第1の端部の
上方部分に冷却空気用流入開口16が設けられている。
これを通して冷却空気は蓄電用モル5の上方の自由空間
9の中に導入される。流入開口16と蓄電用セル5の上
端部との間に冷却空気用のデイストリビユータ20が設
けられている。ここに記載する実施例の場合にはこのデ
イストリビユータ20は板状部材として構成され、蓄電
セル5の上端に対して平行に延びている。デイストリビ
ユータ20と各蓄電セルとの間の間隔は僅かに数ミリメ
ートルである。デイストリビユータ20を形成する板状
部材の大きさは、すべての蓄電セル5がカバーされ、そ
の全外周縁が同じ高さでケース14に接するような大き
さである。この板状部材20はケース14に取付けられ
ており、そのために板状部材20は少なくとも2個所に
おいてケース14と結合されている。又上記デイストリ
ビユータを形成する板状部材20は多数の開口21を備
えており、これを通して冷却用空気が各蓄電セル5に供
給される。上記蓄電セル5の互いに隣り合つて二列に並
んだ配置によつてそれぞれ4個の隣り合つた蓄電セルの
間に1個の自由空間8が形成される。自由空間8はそれ
ぞれ2個の隣り合つた蓄電セル5とケース14との間に
も形成される。前記開口21は各自由空間8の上方に少
なくとも1個設けられている。互いに隣り合つた蓄電セ
ル5の間あるいは互いに隣り合つた蓄電セルとケース1
4との間に形成される自由空間8は、蓄電セル5の上端
から下端まで延び、他の自由空間10に連なつている。
これらの自由空間8は通路として用いられ、これに沿つ
て各蓄電セルに供給される冷却用空気が流れる。自由空
間8の上方に存在するそれぞれの開口21の直径は個々
の自由空間8へ送り込まれる冷却空気量に従つて定めら
れる。蓄電セル5から放出された熱は蓄電セル5とケー
ス14との間の部分において最も早く除去され、一方蓄
電セルの列間の熱は遅い速度で除去される。すべての蓄
電セルをほぼ同じ温度に維持するためには、高温度とな
る自由空間8の中の除去するのに必要な多量の冷却用空
気を該自由空間8内に導入しなければならず、各自由空
間8に必要な冷却空気量を導入するために、開口21の
直径はそれぞれ上記冷却空気量に応じて選ばれる。これ
らの値はその高温蓄電池を製造するに先だつて計算によ
り、又は実験的に求めておかなければならない。冷却用
空気は自由空間8を通つて、各蓄電セル5から放出され
た熱を受け取りつつ流れ、蓄電セル5の下端において蓄
電セル5の下端とケース14の底面との間の自由空間1
0の中に流入する。集合体13の冷却空気用流入開口に
向い合つた第2の端面の下方部分には、自由空間10に
連通する出口開口17が設けられ、自由空間10の中に
集められた冷却空気は上記出口開口17を経て集合体1
3から排出される。デイストリビユータ20はこの場合
蓄電セル5の下方にも更に設けてもよい。
1とほぼ同様に形成されている。両実施例の間の唯一の
差異は、高温蓄電池1のケーシングの内部空間が、前後
中心軸の両側に2分され、分割された両内部空間にはそ
れぞれ、集合体13が収容されていることである。高温
蓄電池1の横方向に適宜の間隔をおいて設けられた壁面
の間の空間4A及び4Bは、内部に集合体13の出し入
れ可能に形成されている。第2図の実施例の場合、各中
空空間4A,4Bは9個の集合体13を収容することが
でき、それぞれの集合体13に対して冷却用空気の供給
又は排出のための1個の接続口(図示せず)が設けられ
ている。この実施例では、各集合体13は16個の蓄電
セル5を含むように形成されている。各集合体13は他
の各集合体13とは独立にその高温蓄電池1の中に取付
け又取外すことができる。第2図の高温蓄電池の場合に
は各集合体13は安全用ケース14によつて包まれてお
り、これによつて各集合体は隣接配置された集合体13
に対して完全に遮閉されている。高温蓄電池1のこのよ
うな実施例の一つにおいては第3図に示すように各集合
体13の中に冷却用空気のための1個のデイストリビユ
ータ20が設けられている。第3図は第2図に示した高
温蓄電池1の中に挿入できる集合体13の構造を示す。
この集合体13は立方体状をなし、その外周にはケース
14を有している。この集合体13では、内部に16個
の蓄電セル5が設けられ、上記16個の蓄電セル5は対
をなして隣接配置されたものを、更に8組隣接配置する
ことによつて得られた2列配置の形でケース14内に挿
入されている。蓄電セル5は集合体13の内部に片持ち
的に支持されている。このためにはホルダ6及び7が用
いられ、これらは蓄電セル5の上方部分及び下方部分を
それぞれ把持するように配置される。これらのホルダ
6,7は集合体13の両端部においてケース14と連結
される。ケース14の寸法は、該ケースと蓄電用セル5
の上端並びに下端との間にそれぞれ自由空間9および1
0が形成されるように定められている。それらの蓄電用
セル5を集合体13に嵌め込むことができるようにケー
ス14の一部は取除かれていてもよいし、又この集合体
13の狭い方の側壁面を取りはずし可能に構成し、ケー
ス14の側方から蓄電セル5を嵌め込んだり取り出した
りできるようにしてもよい。集合体13の第1の端部の
上方部分に冷却空気用流入開口16が設けられている。
これを通して冷却空気は蓄電用モル5の上方の自由空間
9の中に導入される。流入開口16と蓄電用セル5の上
端部との間に冷却空気用のデイストリビユータ20が設
けられている。ここに記載する実施例の場合にはこのデ
イストリビユータ20は板状部材として構成され、蓄電
セル5の上端に対して平行に延びている。デイストリビ
ユータ20と各蓄電セルとの間の間隔は僅かに数ミリメ
ートルである。デイストリビユータ20を形成する板状
部材の大きさは、すべての蓄電セル5がカバーされ、そ
の全外周縁が同じ高さでケース14に接するような大き
さである。この板状部材20はケース14に取付けられ
ており、そのために板状部材20は少なくとも2個所に
おいてケース14と結合されている。又上記デイストリ
ビユータを形成する板状部材20は多数の開口21を備
えており、これを通して冷却用空気が各蓄電セル5に供
給される。上記蓄電セル5の互いに隣り合つて二列に並
んだ配置によつてそれぞれ4個の隣り合つた蓄電セルの
間に1個の自由空間8が形成される。自由空間8はそれ
ぞれ2個の隣り合つた蓄電セル5とケース14との間に
も形成される。前記開口21は各自由空間8の上方に少
なくとも1個設けられている。互いに隣り合つた蓄電セ
ル5の間あるいは互いに隣り合つた蓄電セルとケース1
4との間に形成される自由空間8は、蓄電セル5の上端
から下端まで延び、他の自由空間10に連なつている。
これらの自由空間8は通路として用いられ、これに沿つ
て各蓄電セルに供給される冷却用空気が流れる。自由空
間8の上方に存在するそれぞれの開口21の直径は個々
の自由空間8へ送り込まれる冷却空気量に従つて定めら
れる。蓄電セル5から放出された熱は蓄電セル5とケー
ス14との間の部分において最も早く除去され、一方蓄
電セルの列間の熱は遅い速度で除去される。すべての蓄
電セルをほぼ同じ温度に維持するためには、高温度とな
る自由空間8の中の除去するのに必要な多量の冷却用空
気を該自由空間8内に導入しなければならず、各自由空
間8に必要な冷却空気量を導入するために、開口21の
直径はそれぞれ上記冷却空気量に応じて選ばれる。これ
らの値はその高温蓄電池を製造するに先だつて計算によ
り、又は実験的に求めておかなければならない。冷却用
空気は自由空間8を通つて、各蓄電セル5から放出され
た熱を受け取りつつ流れ、蓄電セル5の下端において蓄
電セル5の下端とケース14の底面との間の自由空間1
0の中に流入する。集合体13の冷却空気用流入開口に
向い合つた第2の端面の下方部分には、自由空間10に
連通する出口開口17が設けられ、自由空間10の中に
集められた冷却空気は上記出口開口17を経て集合体1
3から排出される。デイストリビユータ20はこの場合
蓄電セル5の下方にも更に設けてもよい。
上記記載の実施例では、デイストリビユータ20の開口
21は丸穴として構成されている。しかしこれら開口2
1の形はこの形のみに限られない。第7ないし第9図に
は別形状の開口があけられている。
21は丸穴として構成されている。しかしこれら開口2
1の形はこの形のみに限られない。第7ないし第9図に
は別形状の開口があけられている。
第4図は集合体13のもう一つの実施例を示す。この集
合体13は第3図の集合体とほぼ同構造に形成されてお
り、両者の相違はデイストリビユータ20の形状にあ
る。
合体13は第3図の集合体とほぼ同構造に形成されてお
り、両者の相違はデイストリビユータ20の形状にあ
る。
第4図の実施例では、デイストリビユータは2部分板状
部材20A及び20Bによつて構成されている。両方の
部分板状部材20A及び20Bは冷却空気用の流入開口
16と蓄電セル5の上端との間に設けられている。この
場合に部分板状部材20Aはこれが集合体の第1の端と
ほぼ同一高さで接し、且つその側縁部はケース14に接
して該ケース14に取付けられている。第2の部分板状
部材20Bは集合体の第2の端に接し、その側縁部はケ
ース14に当接している。部分板状部材20Aと20B
とのそれぞれの寸法は、それらの間に自由空間20Fが
存在可能な寸法である。これらの側縁部において、部分
板状部材20A及び20Bはそれぞれ1本の桁部材20
Cによつて互いに結合されている。各部分板状部材20
A,20Bは複数個の開口21を有し、冷却空気は上記
開口21を経て下方の蓄電セル5へ送り込まれる。開口
21の直径はこの場合にもすべて等しくても、又異つて
いてもよいが、その下方に形成された上記自由空間8の
中に送られるそれぞれの空気の風量をそれぞれの自由空
間8を通す必要のある風量と一致するようになつている
ことが必要である。
部材20A及び20Bによつて構成されている。両方の
部分板状部材20A及び20Bは冷却空気用の流入開口
16と蓄電セル5の上端との間に設けられている。この
場合に部分板状部材20Aはこれが集合体の第1の端と
ほぼ同一高さで接し、且つその側縁部はケース14に接
して該ケース14に取付けられている。第2の部分板状
部材20Bは集合体の第2の端に接し、その側縁部はケ
ース14に当接している。部分板状部材20Aと20B
とのそれぞれの寸法は、それらの間に自由空間20Fが
存在可能な寸法である。これらの側縁部において、部分
板状部材20A及び20Bはそれぞれ1本の桁部材20
Cによつて互いに結合されている。各部分板状部材20
A,20Bは複数個の開口21を有し、冷却空気は上記
開口21を経て下方の蓄電セル5へ送り込まれる。開口
21の直径はこの場合にもすべて等しくても、又異つて
いてもよいが、その下方に形成された上記自由空間8の
中に送られるそれぞれの空気の風量をそれぞれの自由空
間8を通す必要のある風量と一致するようになつている
ことが必要である。
上記のように形成された開口21を有するデイストリビ
ユータ20を用いることによつて、中央部分に配置され
ている蓄電セルに対して、周辺部に配置された導電セル
より多量の冷却空気を供給することができる。
ユータ20を用いることによつて、中央部分に配置され
ている蓄電セルに対して、周辺部に配置された導電セル
より多量の冷却空気を供給することができる。
第5図には、第3図に示した集合体と同様に構成されて
いるもう一つの集合体13が示されている。両集合体1
3の間の本質的な違いはそのデイストリビユータ20の
構造にある。すなわち第5図のデイストリビユータ20
は2つの部分板状部材からなり、これらは冷却用空気流
入開口16の下方かつ蓄電セル5の上方の同一平面内に
同じ高さで配置されている。これらの板状部材20A及
び20Bは中間に隙き間を有するように配置され、該隙
き間を通つた冷却空気が蓄電セル5を上端部に直接触れ
つつ流れるようになつている。
いるもう一つの集合体13が示されている。両集合体1
3の間の本質的な違いはそのデイストリビユータ20の
構造にある。すなわち第5図のデイストリビユータ20
は2つの部分板状部材からなり、これらは冷却用空気流
入開口16の下方かつ蓄電セル5の上方の同一平面内に
同じ高さで配置されている。これらの板状部材20A及
び20Bは中間に隙き間を有するように配置され、該隙
き間を通つた冷却空気が蓄電セル5を上端部に直接触れ
つつ流れるようになつている。
部分板状部材20Aの上記隙き間を定める以外の端縁の
ほぼ全部はケース14に当接する状態に保持され、冷却
空気貫流用の開口はこの板状部材においては設けられて
いない。同様に部分板状部材20Bもその端縁はケース
14に当接されている。しかし部分板状部材20Aと異
つて部分板状部材20Bは第5図の前後に対応する位置
にそれぞれ1個の楔状切込み20Kを有し、この切込み
を通して冷却空気は蓄電セルの間の自由空間8の中に流
入する。しかしこの流れの量は比較的少なく冷却空気の
大部分は両部分板状部材20Aと20Bとの間の自由空
間20Fを通して各蓄電セル5の間を流れる。
ほぼ全部はケース14に当接する状態に保持され、冷却
空気貫流用の開口はこの板状部材においては設けられて
いない。同様に部分板状部材20Bもその端縁はケース
14に当接されている。しかし部分板状部材20Aと異
つて部分板状部材20Bは第5図の前後に対応する位置
にそれぞれ1個の楔状切込み20Kを有し、この切込み
を通して冷却空気は蓄電セルの間の自由空間8の中に流
入する。しかしこの流れの量は比較的少なく冷却空気の
大部分は両部分板状部材20Aと20Bとの間の自由空
間20Fを通して各蓄電セル5の間を流れる。
第6図は集合体13の更に別な実施例を示す。この例の
デイストリビユータ20は蓄電セル5の上端によつて定
められるほぼ水平面上に置かれた楔状の部材である。上
記デイストリビユータ20は第6図の左側に頂角を有
し、右方すなわち流入開口16が設けられた側に行くに
従つて厚く形成されている。従つてデイストリビユータ
20の上面は右方にゆくに従つて上昇するように傾斜す
る平面をなしている。上記デイストリビユータ20の頂
角は小さく形成されているので、その上下方向の厚さは
比較的薄く形成され、上記傾斜平面と上記水平面との交
線は第6図に示すように、ケース14の前後方向を向い
ている。
デイストリビユータ20は蓄電セル5の上端によつて定
められるほぼ水平面上に置かれた楔状の部材である。上
記デイストリビユータ20は第6図の左側に頂角を有
し、右方すなわち流入開口16が設けられた側に行くに
従つて厚く形成されている。従つてデイストリビユータ
20の上面は右方にゆくに従つて上昇するように傾斜す
る平面をなしている。上記デイストリビユータ20の頂
角は小さく形成されているので、その上下方向の厚さは
比較的薄く形成され、上記傾斜平面と上記水平面との交
線は第6図に示すように、ケース14の前後方向を向い
ている。
上記のように配設されたデイストリビユータ20には、
他の場合と同様に、冷却空気の貫流のために各蓄電セル
5の間の自由空間8へ向けて下向きにあけた多数の開口
21が設けられている。これら開口の直径はこの場合に
も必要に応じて同一あるいは異つた大きさに形成され
る。又この楔形のデイストリビユータ20の上下面の間
には、断熱材料が挿入されており、各開口21は該断熱
材料を貫通している。
他の場合と同様に、冷却空気の貫流のために各蓄電セル
5の間の自由空間8へ向けて下向きにあけた多数の開口
21が設けられている。これら開口の直径はこの場合に
も必要に応じて同一あるいは異つた大きさに形成され
る。又この楔形のデイストリビユータ20の上下面の間
には、断熱材料が挿入されており、各開口21は該断熱
材料を貫通している。
各開口21は図では丸穴として描かれているが、他の形
の穴を用いることもできる。又このデイストリビユータ
20が蓄電セル5の下端と流出開口17との間に、上記
説明の場合と同じ趣旨で配置された場合にも、冷却空気
流の所望の配分を達成することができる。
の穴を用いることもできる。又このデイストリビユータ
20が蓄電セル5の下端と流出開口17との間に、上記
説明の場合と同じ趣旨で配置された場合にも、冷却空気
流の所望の配分を達成することができる。
第7、8、及び第9図にはそれぞれデイストリビユータ
20の開口21の形状例が示されている。これらの開口
21には、冷却空気を各蓄電セル間の自由空間8内に導
く案内部材24,25および26が付加されている。第
7図に示す例では開口21はデイストリビユータ20の
下方に突出するフランジ24を備えている。フランジ2
4は開口21を通つて流れ込んだ冷却空気が完全に自由
空間8内に導かれ、デイストリビユータ20の下側に沿
つて流れないように働く。
20の開口21の形状例が示されている。これらの開口
21には、冷却空気を各蓄電セル間の自由空間8内に導
く案内部材24,25および26が付加されている。第
7図に示す例では開口21はデイストリビユータ20の
下方に突出するフランジ24を備えている。フランジ2
4は開口21を通つて流れ込んだ冷却空気が完全に自由
空間8内に導かれ、デイストリビユータ20の下側に沿
つて流れないように働く。
第8図は他の形式の開口21が示されている。この開口
21はデイストリビユータ20の上面に所定の巾で形成
されたデフレクシヨン部材25を備えている。該部材2
5上方に立ち上がつて横方向に彎曲し、デイストリビユ
ータ20の上面に沿つた冷却空気の流入方向に向いて開
いている。デイストリビユータ20の上面に沿つて流れ
込んだ冷却空気はデフレクシヨン部材25によつて開口
21の中に案内される。このデフレクシヨン部材25に
よつて、冷却空気の流速に対応する空気量が開口21の
中に流入する。
21はデイストリビユータ20の上面に所定の巾で形成
されたデフレクシヨン部材25を備えている。該部材2
5上方に立ち上がつて横方向に彎曲し、デイストリビユ
ータ20の上面に沿つた冷却空気の流入方向に向いて開
いている。デイストリビユータ20の上面に沿つて流れ
込んだ冷却空気はデフレクシヨン部材25によつて開口
21の中に案内される。このデフレクシヨン部材25に
よつて、冷却空気の流速に対応する空気量が開口21の
中に流入する。
第9図に示した開口21には、ノズルとして働く案内部
材26がデイストリビユータ20の下側に設けられてい
る。案内部材26は下方に存在する自由空間8(図示せ
ず)内に突出している。該案内部材26の開口の大きさ
を選択することによつて自由空間8の中に導入される冷
却空気の量を決定することができる。更にまたこのノズ
ルを用いた場合に冷却媒体の各自由空間8の内部におけ
る流れ速度を決定することができる。
材26がデイストリビユータ20の下側に設けられてい
る。案内部材26は下方に存在する自由空間8(図示せ
ず)内に突出している。該案内部材26の開口の大きさ
を選択することによつて自由空間8の中に導入される冷
却空気の量を決定することができる。更にまたこのノズ
ルを用いた場合に冷却媒体の各自由空間8の内部におけ
る流れ速度を決定することができる。
本発明は添付の第1ないし第9図に示した各デイストリ
ビユータ及び開口の具体例のみに限定されるものではな
く、本発明は冷却空気の分配が少なくとも一つ以上のデ
イストリビユータを用いて行われるようなすべての高温
蓄電池を包含するものである。
ビユータ及び開口の具体例のみに限定されるものではな
く、本発明は冷却空気の分配が少なくとも一つ以上のデ
イストリビユータを用いて行われるようなすべての高温
蓄電池を包含するものである。
第1図は冷却用媒体のためのデイストリビユータを設け
た本発明の高温蓄電池の1実施例、第2図は各蓄電セル
が1つの集合体にまとめられている本発明の高温蓄電池
の具体例、第3ないし第6図は種々のデイストリビユー
タを用いた高温蓄電池の各具体例、第7ないし第9図は
デイストリビユータの開口の種々の具体例を示す。 1……高温蓄電池、2……ケーシング、2A,2B……
ケーシング壁、3……断熱材、4,4A,4B……内部
空間、5……蓄電セル、6,7……ホルダ、8,9,1
0,20F……自由空間、11……供給導管、12……
排出路、13……集合体、14……ケース、16……流
入開口、17……流出開路、20……デイストリビユー
タ、20A,20B……部分板状部材、20C……桁部
材、20K……切り込み、21……開口、24,25,
26……案内部材。
た本発明の高温蓄電池の1実施例、第2図は各蓄電セル
が1つの集合体にまとめられている本発明の高温蓄電池
の具体例、第3ないし第6図は種々のデイストリビユー
タを用いた高温蓄電池の各具体例、第7ないし第9図は
デイストリビユータの開口の種々の具体例を示す。 1……高温蓄電池、2……ケーシング、2A,2B……
ケーシング壁、3……断熱材、4,4A,4B……内部
空間、5……蓄電セル、6,7……ホルダ、8,9,1
0,20F……自由空間、11……供給導管、12……
排出路、13……集合体、14……ケース、16……流
入開口、17……流出開路、20……デイストリビユー
タ、20A,20B……部分板状部材、20C……桁部
材、20K……切り込み、21……開口、24,25,
26……案内部材。
Claims (3)
- 【請求項1】二重壁ケーシング(2)を備えた高温蓄電
池(1)であって、上記二重壁を形成する壁(2Aと2
B)の間には少くとも1個の断熱材(3)が挿入されて
おり、上記二重壁ケーシング(2)の内部空間には少く
とも1個の畜電セル(5)、及び冷却媒体を用いる冷却
装置(8,9,10,11,12,16,17)が設け
られている上記高温蓄電池に於て、 上記畜電セル(5)の所定数は、それぞれモジュールを
なすように結合され、冷却媒体を供給する少くとも1個
のディストリビュータ(20)が上記各モジュールの中
に於て、冷却媒体供給装置(11,16)及び畜電セル
(5)の上端の間に配置され、該ディストリビュータ
(20)が畜電セル(5)の間に形成された自由空間
(8)の上部にあけられた同直径又は種々の直径の開口
(21)を有する板として形成されていることを特徴と
する高温蓄電池。 - 【請求項2】二重壁ケーシング(2)を備えた高温蓄電
池(1)であって、上記二重壁を形成する壁(2Aと2
B)の間には少くとも1個の断熱材(3)が挿入されて
おり、上記二重壁ケーシング(2)の内部空間には少く
とも1個の畜電セル(5)、及び冷却媒体を用いる冷却
装置(8,9,10,11,12,16,17)が設け
られている上記高温蓄電池に於て、 上記畜電セル(5)の所定数は、それぞれモジュールを
なすように結合され、冷却媒体を供給する少くとも1個
のディストリビュータ(20)が上記各モジュールの中
に於て、冷却媒体供給装置(11,16)及び畜電セル
(5)の上端の間に配置され、該ディストリビュータ
(20)は間隔をおいて配置された2枚の板状部によっ
て構成され、畜電セル(5)の上部の中央領域は上記間
隔を介して自由に連通可能に形成され、上記2枚の板状
部には同直径又は種々の直径を有する開口(21)があ
けられ、畜電セル(5)の間に存在する自由空間(8)
に上記開口(21)が配置されていることを特徴とする
高温蓄電池。 - 【請求項3】二重壁ケーシング(2)を備えた高温蓄電
池(1)であって、上記二重壁を形成する壁(2Aと2
B)の間には少くとも1個の断熱材(3)が挿入されて
おり、上記二重壁ケーシング(2)の内部空間には少く
とも1個の畜電セル(5)、及び冷却媒体を用いる冷却
装置(8,9,10,11,12,16,17)が設け
られている上記高温蓄電池に於て、 上記畜電セル(5)の所定数は、それぞれモジュールを
なすように結合され、冷却媒体を供給する少くとも1個
のディストリビュータ(20)が上記各モジュールの中
に於て、冷却媒体供給装置(11,16)及び畜電セル
(5)の上端の間に配置され、該ディストリビュータ
(20)を形成する板は楔状に構成され、該板の上面及
び下面の間に配置された断熱材(3)には、畜電セル
(5)の間に形成された自由空間の上方にあけられた同
直径又は種々の直径の開口(21)が設けられているこ
とを特徴とする高温蓄電池。
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|---|---|---|---|
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